3833474052

1 Nauka i Edukacja

W MIĘDZYNARODOWYM TOWARZYSTWIE

Dr inż. Jarosław PUTON jest absolwentem Wydziału Chemii i Fizyki Technicznej z 1975 r. Głównym kierunkiem zainteresowań naukowych dr. Pu-tona są instrumentalne metody analizy chemicznej.

Zajmuje się on m.in. analizatorami gazów działającymi na zasadzie pochłaniania promieniowania podczerwonego oraz metodami kalibracji różnych detektorów i sensorów chemicznych. Podstawowa działalność dr. Putona związana jest jednak ze spektrometrią ruchliwości jonów. Jest on konstruktorem kilku detektorów IMS oraz systemów i układów elektronicznych współpracujących z detektorami.

W latach 2007-2009 dr Puton przebywa! na stażu naukowym w Uniwersytecie w Kuopio (Finlandia), gdzie prowadzi! badania (również jako kierownik

zespołu naukowego) w dziedzinie IMS. Byl organizatorem warsztatów IMS w Wojskowej Akademii Technicznej (2004, 2005) i w Uniwersytecie w Kuopio (2008,2009). Dr Puton jest autorem wielu publikacji naukowych i wystąpień konferencyjnych. Wśród specjalistów zajmujących się tematyką IMS jest najbardziej rozpoznawalnym polskim naukowcem. Potwierdzeniem tego faktu jest jego wybór do Komitetu ISIMS.

Pod koniec lipca 2010 r. w Albuquerque w Nowym Meksyku (USA) odbyła się doroczna konferencja Międzynarodowego Towarzystwa Spektrometrii Ruchliwości Jonów [International Society for ton Mobility Spectrometry - ISIMS). Jednym z końcowych punktów programu konferencji były wybory do Komitetu Towarzystwa. Wybory te wygrał pracownik Wojskowej Akademii Technicznej, dr inż. Jarosław Puton z Wydziału Nowych Technologii i Chemii. Sukces naszego pracownika jest tym większy, że do obsadzenia było tylko jedno stanowisko, o które ubiegało się aż pięcioro kandydatów o znaczącym dorobku naukowym. Kadencja członka komitetu ISIMS trwa dwa lata.

Czym jest i jak może być wykorzystywana spektrometria ruchliwości jonów?

Spektrometria ruchliwości jonów (łon Mobility Spectrometry - IMS) jest techniką instrumentalną stosowaną w analizie chemicznej. Czujniki IMS należą do grupy detektorów jonizacyjnych. W ich działaniu wykorzystany jest fakt, że cząsteczki niektórych związków chemicznych mają szczególnie duże powinowactwo protonowe lub elektronowe. Powoduje to, że w zjo-nizowanym gazie przejmują one dodatni lub ujemny ładunek i mogą być identyfikowane dzięki różnicom w ruchliwości tworzonych przez nie jonów. Wykorzystanie detektorów IMS związane jest nieodłącznie z wykrywaniem substancji niebezpiecznych. Bardzo wysoka czułość detekcji osiągana jest np. dla związków fosforoorganicznych, do których należą najbardziej groźne bojowe środki trujące, a także dla związków nitrowych, czyli dla wielu rodzajów materiałów wybuchowych. Obecnie poszukuje się nowych obszarów zastosowań dla IMS. Bardzo obiecujące są wyniki badań dotyczących zastosowań IMS w diagnostyce medycznej, gdyż wiele stanów chorobowych wiąże się z wydzielaniem przez organizm tzw. biogennych amin. Związki te charakteryzują się wysokim powinowactwem protonowym i mogą być doskonale wykrywane w oparciu o badania widm ruchliwości jonów. Ponadto detektory IMS znalazły szerokie zastosowanie w wykrywaniu substancji toksycznych występujących w przemyśle oraz w badaniach zanieczyszczeń środowiska.

IMS na świecie, w Polsce i w WAT

Podstawy teoretyczne metod pomiaru ruchliwości jonów zostały opracowane jeszcze pod koniec XIX wieku. Intensywne prace doświadczalne doprowadziły do zbudowania w latach 30. XX wieku urządzeń zwanych komorami dryftowymi, które były przeznaczone do badań ruchu jonów w gazach. W 1970 r. Martin Cohen z GNO

Corporation i Francis Karasek z Uniwersytetu Waterloo opublikowali pracę „Plasma chromatography - a new dimension forgas chromatography and mass spectrometry”. W artykule tym autorzy zaproponowali wykorzystanie komór dryftowych jako detektorów przeznaczonych do badania składu mieszanin gazowych. Po około 10 latach nazwa „chromatografia plazmowa” została zastąpiona przez termin „spektrometria ruchliwości jonów”, który lepiej określa zasadę metody pomiarowej i stosowany jest do dzisiaj. Przełom w praktycznym wykorzystaniu technologii IMS nastąpił w połowie lat 80. XX wieku. Na rynku sprzętu wojskowego pojawi) się wówczas gazosygnalizator CAM (Chemical Agent Monitor), produkowany początkowo przez firmę Graseby lo-nics, przeznaczony do wykrywania gazów bojowych. Przyrząd ten, po licznych modyfikacjach, wytwarzany jest do dziś. Wkrótce po wprowadzeniu do użytku gazosygnaliza-tora CAM spektrometria ruchliwości jonów stała się obiektem szerokich zainteresowań wielu ośrodków naukowych oraz producentów urządzeń do wykrywania materiałów niebezpiecznych.

Historia badań nad IMS w Polsce jest dosyć długa. Badania i prace konstrukcyjne rozpoczęły się już na początku lat 80. XX wieku. Miejscem, gdzie zbudowano pierwszy w Polsce model detektora IMS oraz po raz pierwszy zmierzono widma czasów dryftu jonów był Zakład Obrony Przeciwatomowej Instytutu Chemii WAT. Kierownikiem prac badawczych w dziedzinie IMS był wówczas dr hab. inż. Edward Stryszak. Prace nad IMS są prowadzone do dziś w Zakładzie Radiometrii i Monitoringu Skażeń (ZRiMS). Od 2002 r. badaniami w dziedzinie IMS prowadzonymi w ZRiMS kieruje dr inż. Jarosław Puton. Poza Wojskową Akademią Techniczną badaniami nad IMS zajmuje się również Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii (WIChiR). Z satysfakcją należy przy tym stwierdzić, że kierownikami i uczestnikami prac nad IMS w WIChiR są absolwenci WAT.

Stanisław ]. Klosowicz